Гелій-неоновий лазер (He-Ne) — це один із найпоширеніших і класичних типів газових лазерів, який широко застосовується в науці, техніці та промисловості завдяки стабільній роботі, високій когерентності та чистоті спектра.
Принцип роботи He-Ne лазера:
- Активне середовище — суміш газів: приблизно 85% гелію (He) та 15% неону (Ne) під низьким тиском.
- Електричний розряд збуджує атоми гелію, які, у свою чергу, через зіткнення передають енергію атомам неону.
- Збуджені атоми неону випромінюють когерентні фотони, які підсилюються між дзеркалами резонатора.
- Основна довжина хвилі — 632.8 нм (червоний колір).
Основні характеристики:
| Параметр | Значення |
|---|---|
| Довжина хвилі | 632.8 нм (червоний) |
| Потужність | Зазвичай від 0.5 до 10 мВт |
| Режим роботи | Безперервний (CW) |
| Когерентність | Висока (довжина когерентності кілька сотень метрів) |
| Тип резонатора | Дзеркала з високим і частковим відбиттям |
| Робочий тиск газової суміші | Близько 1-2 Торр |
Застосування He-Ne лазера:
- Оптичні експерименти та навчання: для демонстрацій інтерференції, дифракції та інших явищ.
- Юстування оптичних приладів: через стабільний вузькосмуговий промінь.
- Голографія: завдяки високій когерентності.
- Медичні прилади: у деяких діагностичних системах.
- Мікроскопія та спектроскопія.
- Системи позиціонування і лінійні датчики.
Переваги He-Ne лазерів:
- Висока стабільність і надійність.
- Відмінна якість променя з майже ідеальним Гаусівським профілем.
- Висока когерентність.
- Простота конструкції і експлуатації.
Недоліки:
- Низька потужність.
- Відносно великі габарити (порівняно з сучасними напівпровідниковими лазерами).
- Вимоги до підтримання газового середовища (газова трубка з часом може деградувати).
Як виглядає He-Ne лазер:
Часто це скляна трубка довжиною від кількох десятків сантиметрів до півметра з електродами на кінцях, ззовні обмотана захисною оболонкою.